۳ پروژه جذاب ESP32 برای ساخت در این تابستان
برد ESP32 در سالهای اخیر به یکی از محبوبترین پلتفرمهای دنیای میکرکنترلرها تبدیل شده است. وجود وایفای و بلوتوث داخلی، قدرت پردازشی مناسب، قیمت پایین و جامعه کاربری بسیار بزرگ باعث شده تا سازندگان و علاقهمندان به الکترونیک بتوانند پروژههایی را پیادهسازی کنند که تا چند سال پیش نیازمند سختافزارهای بسیار پیچیدهتر بودند.
اگر به دنبال ایدهای جذاب برای روزهای تابستان هستید، در ادامه سه پروژه متنباز مبتنی بر ESP32 را معرفی میکنیم که هر کدام جنبه متفاوتی از تواناییهای این تراشه محبوب را به نمایش میگذارند؛ از ارتباط بیسیم صوتی گرفته تا سیستم ایمنی برای کوهنوردان و حتی یک آکواریوم دیجیتال زنده روی نمایشگر.
۱. واکیتاکی دیجیتال مبتنی بر ESP32 و ESP-NOW
ارتباط صوتی بدون اینترنت و بدون روتر
پروتکل ESP-NOW یکی از قابلیتهای جالب شرکت Espressif برای تراشههای ESP32 است که امکان ارتباط مستقیم دستگاهها با یکدیگر را بدون نیاز به مودم، روتر یا اینترنت فراهم میکند. این ویژگی باعث شده تا پروژههای ارتباطی کممصرف و سریع بهراحتی قابل پیادهسازی باشند.
پروژه واکیتاکی معرفیشده توسط TechTalkies از دو برد Seeed Studio XIAO ESP32-S3 Sense استفاده میکند. این برد علاوه بر قدرت پردازشی مناسب، دارای میکروفون دیجیتال داخلی است که آن را به گزینهای ایدهآل برای انتقال صدا تبدیل میکند.
برای تکمیل پروژه از قطعات زیر استفاده شده است:
- برد ESP32-S3 Sense
- ماژول تقویتکننده صوتی MAX98357A مبتنی بر I2S
- بلندگوی ۲۳ میلیمتری
- دکمه Push-To-Talk
- کلید روشن و خاموش
- آنتن خارجی ۲.۴ گیگاهرتز
- باتری لیتیومی 18650
صدای دریافتشده توسط میکروفون دیجیتال از طریق ESP-NOW به دستگاه دوم ارسال میشود و پس از پردازش توسط بلندگو پخش میگردد. تمامی قطعات داخل یک قاب چاپ سهبعدی قرار گرفتهاند و ظاهر نهایی بسیار شبیه واکیتاکیهای تجاری است.
از نکات جذاب این پروژه میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- ارتباط مستقیم بدون نیاز به اینترنت
- مصرف انرژی پایین
- طراحی کاملاً قابل حمل
- استفاده از Arduino IDE برای برنامهنویسی
- قابلیت توسعه برای سیستمهای ارتباطی بزرگتر
این پروژه نمونه بسیار خوبی برای یادگیری مباحثی مانند ارتباط بیسیم، پردازش صوت، پروتکل ESP-NOW و طراحی محصولات قابل حمل است. همچنین فایلهای طراحی و کدها به صورت متنباز منتشر شدهاند و امکان شخصیسازی کامل آن وجود دارد. فناوری ESP-NOW میتواند برد قابل توجهی را در محیطهای باز فراهم کند و برای کاربردهای اضطراری یا پروژههای خارج از شبکه بسیار مناسب است.
صفحه پروژه در گیتهاب:
ESP32 Walkie Talkie (TechTalkies)
۲. HEARD؛ شبکه ایمنی و امداد برای گروههای کوهنوردی
وقتی موبایل آنتن ندارد، ESP32 وارد عمل میشود
در مناطق کوهستانی و مسیرهای طبیعتگردی، قطع شدن ارتباط اعضای گروه میتواند به یک خطر جدی تبدیل شود. پروژه HEARD که مخفف Hiking Emergency Assistance and Rescue Device است، دقیقاً برای حل این مشکل طراحی شده است.
این پروژه توسط «لوسیو بایوکی» در قالب پایاننامه دانشگاهی توسعه یافت و بعدها به صورت متنباز منتشر شد. هدف اصلی HEARD ایجاد یک شبکه مستقل برای ردیابی اعضای گروه و هشدار در صورت جدا شدن یا گم شدن افراد است.
معماری سیستم از سه نوع دستگاه تشکیل شده است:
HEARD Core
واحد اصلی و رهبر گروه که وظیفه مدیریت شبکه و پایش وضعیت سایر اعضا را بر عهده دارد.
HEARD Node
دستگاهی که همراه اعضای عادی گروه حمل میشود و اطلاعات موقعیت مکانی را ارسال میکند.
HEARD Pico
نسخه کوچکتر و سادهتر برای کودکان یا افرادی که تنها به قابلیت اضطراری نیاز دارند.
سختافزار پروژه شامل:
- برد ESP32
- ماژول ارتباطی LoRa
- گیرنده GPS
- نمایشگر ۲.۹ اینچی E-Ink
- باتری قابل شارژ
ترکیب GPS و LoRa باعث شده تا سیستم بتواند در محیطهایی که هیچ پوشش مخابراتی وجود ندارد نیز کار کند. رهبر گروه میتواند موقعیت تمامی اعضا را مشاهده کند و در صورت خروج یک نفر از محدوده مجاز یا قطع ارتباط، هشدار دریافت کند.
از ویژگیهای مهم HEARD میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- ارتباط مستقل از شبکه موبایل
- مصرف انرژی پایین به لطف نمایشگر E-Ink
- ردیابی موقعیت اعضای گروه
- طراحی ماژولار و توسعهپذیر
- مناسب برای کوهنوردی، طبیعتگردی و عملیات امداد
جالب است بدانید که تمامی شماتیکها، فایلهای طراحی و مستندات پروژه در دسترس هستند و سازندگان میتوانند نسخههای اختصاصی خود را توسعه دهند. این پروژه نمونهای عالی از کاربرد ESP32 در حوزه ایمنی و فناوریهای فضای باز محسوب میشود.
صفحه پروژه در گیتهاب:
۳. آکواریوم دیجیتال روی Cheap Yellow Display
یک اکوسیستم کوچک و زنده روی میز کار شما
اگر به دنبال پروژهای سرگرمکنندهتر هستید، آکواریوم دیجیتال CYD یکی از جذابترین پروژههای ESP32 است که اخیراً توجه زیادی را در جامعه سازندگان جلب کرده است.
CYD یا Cheap Yellow Display نامی است که به خانوادهای از بردهای ESP32 مجهز به نمایشگر لمسی TFT داده شده است. این بردها به دلیل قیمت پایین و امکانات مناسب، محبوبیت زیادی در میان علاقهمندان به ESP32 پیدا کردهاند.
پروژه ESP32 CYD Aquarium با الهام از پروژه Livegrid OpenMatrix ساخته شده و یک آکواریوم پیکسلی خودکار را روی نمایشگر ۲.۸ اینچی CYD شبیهسازی میکند.
در این آکواریوم دیجیتال میتوانید موارد زیر را مشاهده کنید:
- ماهیهای متحرک با رفتارهای مختلف
- اختاپوس، لاکپشت، مار دریایی و سایر موجودات
- حبابهای متحرک
- گیاهان دریایی متحرک
- ساعت دیجیتال روی صفحه
- نمایش زمان اینترنتی با همگامسازی NTP
- تنظیم خودکار روشنایی نمایشگر
- قابلیت غذا دادن به ماهیها با لمس صفحه
یکی از ویژگیهای جذاب این پروژه این است که تقریباً هیچ دخالت کاربری لازم ندارد. آکواریوم بهصورت مستقل اجرا میشود و موجودات دریایی با قوانین ساده رفتاری، محیطی زنده و پویا ایجاد میکنند. توسعهدهنده پروژه توضیح میدهد که هدف، ساخت چیزی میان یک اسکرینسیور کلاسیک و یک اثر هنری دیجیتال رومیزی بوده است.
از نظر فنی نیز پروژه بسیار جالب است؛ زیرا برای اجرای روان انیمیشنها روی سختافزاری محدود، کل محیط در یک شبکه پیکسلی کوچک رندر میشود تا حس نمایشگرهای LED قدیمی را تداعی کند. نتیجه نهایی ظاهری نوستالژیک و دوستداشتنی دارد که آن را به گزینهای عالی برای میز کار یا قفسه اتاق تبدیل میکند.
این پروژه برای افرادی که قصد آشنایی با موارد زیر را دارند نیز انتخاب مناسبی است:
- برنامهنویسی گرافیکی روی ESP32
- کار با نمایشگرهای TFT
- رابط لمسی
- اتصال Wi-Fi
- همگامسازی زمان از اینترنت
- طراحی انیمیشنهای کممصرف
صفحه پروژه در گیتهاب:
جمعبندی
ESP32 دیگر تنها یک میکروکنترلر ارزانقیمت برای پروژههای اینترنت اشیا نیست. پروژههایی مانند واکیتاکی دیجیتال، شبکه امداد و ردیابی HEARD و آکواریوم تعاملی CYD نشان میدهند که این تراشه کوچک تا چه اندازه انعطافپذیر و قدرتمند است.
اگر به دنبال یک پروژه تابستانی هستید، هر سه پروژه معرفیشده ارزش امتحان کردن دارند. واکیتاکی برای علاقهمندان به ارتباطات بیسیم، HEARD برای ماجراجویان و طبیعتگردان، و آکواریوم CYD برای کسانی که دوست دارند یک گجت رومیزی متفاوت و چشمنواز بسازند.
